Смесь для приготовления конструкционно-теплоизоляционного ячеистого бетона


 


Владельцы патента RU 2507181:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) (RU)

Изобретение относится к строительным материалам, которые могут быть использованы для производства конструкционно-теплоизоляционных ячеистых бетонов неавтоклавного твердения. Смесь для приготовления конструкционно-теплоизоляционного ячеистого бетона, включающая портландцемент, кремнеземистый наполнитель, состоящий из природного песка и активной минеральной добавки, пенообразователь и воду, в качестве кремнеземистого наполнителя она содержит продукт совместного сухого помола природного песка и силикагеля при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%: портландцемент 50-55, природный песок 42,5-48, силикагель 2,0-2,5, вода В/Т 0,5-0,55, пенообразователь 3 % от объема воды. Смесь в качестве пенообразователя содержит синтетическую пенообразующую добавку ПБ-2000, или ПБ-люкс, или Бенотех ПБ-С. Технический результат - повышение прочности при незначительном увеличении средней плотности, повышение коэффициента конструктивного качества ячеистого бетона. 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к получению ячеистых бетонов неавтоклавного твердения с повышенным коэффициентом конструктивного качества.

Известны преимущества неавтоклавного ячеистого бетона перед автоклавным: низкая стоимость, возможность приготовления непосредственно на строительной площадке. Недостаток неавтоклавного ячеистого бетона - низкая скорость твердения, низкая марочная прочность в сравнении с автоклавным.

Известны композиции для неавтоклавных ячеистых бетонов, в состав которых с целью повышения прочности продукта твердения вводится добавка микрокремнезема: RU 2338723 С2; RU 2297993 С1; Д.А. Киселев «Пенобетон для ограждающих конструкций с повышенной стабильностью параметров качества». Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск. 2005. с.15-18.

Микрокремнезем является тонкодисперсной разновидностью аморфного диоксида кремния. Он связывает гидроксид кальция, высвобождающийся при твердении цемента, в труднорастворимые соединения. Кроме того, микрокремнезем выполняет роль микронаполнителя и уплотняет структуру межпоровых перегородок в ячеистом бетоне.

Поробетон по патенту на изобретение RU 2297993 для повышения прочности при растяжении содержит большое количество компонентов, мас.%:

портландцемент 44-83,3
микрокремнезем 9-10
природный песок 0-30
комплексный пастообразный порообразователь 0,7-1,5
волокнистый заполнитель 7-10
вода до В/Т 0,32-0,53

Высокое содержание волокнистого заполнителя затрудняет перемешивание и получение однородной поробетонной смеси, в связи с чем требуется турбулентный смеситель с числом оборотов турбины в минуту 800-1000. Сырьевая смесь по патенту на изобретение RU 2338723 С2 включает, мас.%:

минеральное вяжущее 48-62
тонкомолотый песок 18,5-44,5
микрокремнезем 3-5
порообразователь,
например алюминиевая пудра 0,05-0,25
редиспергируемый порошок VINNAPAS 3,5-15,5
метилгидроксипропилцеллюлоза 12,5-15,5
вода В/Т 0,55-0,75

Изобретение направлено на повышение коэффициента конструктивного качества и снижение коэффициента теплопроводности

Основным недостатком является:

- использование алюминиевой пудры в качестве порообразователя, что приводит к формированию большого количества открытых пор в ячеистом бетоне, которые снижают его морозостойкость.

- большое количество компонентов и высокий расход дорогостоящих добавок, в т.ч. VINNAPAS для уменьшения водопоглощения и повышения морозостойкости ячеистого бетона.

Наиболее близким аналогом по совокупности признаков к предлагаемому изобретению является (Киселев Д.А. «Пенобетон для ограждающих конструкций с повышенной стабильностью параметров качества». Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск. 2005. с.15-18) пенобетон, который содержит портландцемент, измельченный речной песок и в качестве тонкодисперсной активной минеральной добавки - микрокремнезем в количестве 3-5% от массы портландцемента, что приводит к повышению прочности не более чем на 60% (рис.10, с.17). Пенобетон по прототипу содержит также пластифицирующую добавку и ускоритель твердения.

Основным недостатком является недостаточно высокий прирост прочности пенобетона за счет введения микрокремнезема в состав смеси.

Задачей изобретения является получение без использования автоклавирования и с наименьшим числом компонентов конструкционно-теплоизоляционного ячеистого бетона с повышенным коэффициентом конструктивного качества. Технический результат заключается в повышении прочности ячеистого бетона из предлагаемой смеси при незначительном увеличении средней плотности.

Технический результат достигается следующим образом.

Заявляемая в качестве изобретения смесь для приготовления конструкционно-теплоизоляционного ячеистого бетона, как и по прототипу, содержит портландцемент, кремнеземистый наполнитель, состоящий из природного песка и активной минеральной добавки, пенообразователь и воду.

В отличие от прототипа в качестве кремнеземистого наполнителя в заявляемой смеси использован продукт совместного сухого помола природного песка и силикагеля при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%:

портландцемент 50-55
природный песок 42,5-48
силикагель 2,0-2,5
вода В/Т 0,5-0,55
пенообразователь 3% от объема воды

В качестве пенообразователя может быть использована синтетическая пенообразующая добавка ПБ-2000, или ПБ-люкс, или Бенотех ПБ-С.

В известных источниках информации не обнаружено смесей для приготовления конструкционно-теплоизоляционного ячеистого бетона, характеризующихся той же совокупностью существенных признаков, что и заявляемая смесь. Это подтверждает новизну изобретения. Изобретение явным образом не следует из уровня техники, поскольку в уровне техники не обнаружено ячеистых бетонов предложенного состава и соотношения компонентов.

Выбор силикагеля в качестве активной минеральной добавки обусловлен тем, что он подобно микрокремнезему является одной из разновидностей аморфного диоксида кремния и способен связывать гидроксид кальция, выделяющийся при твердении цемента. Существенное отличие силикагеля от микрокремнезема - развитая сеть пор со средним радиусом 10-9…10-8 м и, как следствие, высокая удельная поверхность 200 м2/г и выше (для сравнения: удельная поверхность микрокремнезема 13…25 м2/г). Это обеспечивает более высокую активность силикагеля в связывании гидроксида кальция и эффект упрочнения бетона. Активность силикагеля в отношении гидроксида кальция подтверждается результатами рН-метрических измерений, приведенными в таблице 1.

Таблица 1
Анализируемая суспензия рН жидкой фазы во времени выдержки суспензии
0 мин 15 мин 40 мин 120 мин
Известковая вода - микрокремнезем 12,70 12,25 12,20 12,20
Известковая вода - силикагель 12,70 11,29 11,09 10,63

Совместный помол силикагеля с песком способствует равномерности распределения частиц силикагеля по всему объему песка и предотвращению напряжений при твердении смеси.

Оптимальным соотношением компонентов заявляемой смеси является следующее, мас.%:

портландцемент 55
природный песок 43
силикагель 2
вода В/Т 0,5
пенообразователь 3% от объема воды

Соотношение компонентов получено в результате экспериментальных исследований. За пределами указанных интервалов технический результат не достигается. При содержании силикагеля свыше 2,5%, например 3% и выше, уменьшается растекаемость смеси, а прирост прочности ячеистого бетона сопровождается значительным увеличением средней плотности. При содержании силикагеля меньше 2% прирост прочности не превышает 30%.

Практическое осуществление изобретения показано на конкретном примере.

Для приготовления заявляемой смеси были использованы:

портландцемент Топкинского цементного завода марки ПЦ500-Д0;

песок природный с модулем крупности 2,0; содержание глинистых и пылеватых частиц 1,25%;

силикагель крупнопористый гранулированный КСКГ, насыпная плотность 400 кг/м3, размер гранул 2-4 мм.

В качестве пенообразователя был использован синтетический пенообразователь ПБ-2000 (кратность пены не менее 7, устойчивость пены - не менее 360 с, http://www.pb2000.ru). При изготовлении опытных образцов ячеистого бетона были использованы также синтетические пенообразователи ПБ-люкс и Бенотех ПБ-С. Они обладают той же кратностью пены (не менее 7), что и ПБ-2000. Устойчивость пены ПБ-люкс не менее 250 с (www.ecohim.spb.ru/Prod41.htms.rtf). Плотность указанных пенообразователей составляет 1,08-1,1 кг/л, они малотоксичны. Для изготовления ячеистого бетона возможно применение и иных пенообразователей (например, ПБ-2007, ПБ-2010, Zelle-1 РЕЛАН, FOAMIN C и др.), выпускаемых отечественной или зарубежной промышленностью.

Вода водопроводная

Сначала подготавливали кремнеземистый наполнитель: силикагель и песок дозировали по массе и подвергали совместному помолу в шаровой мельнице так, чтобы удельная поверхность песка достигла 1800-2000 см2/г. Совместный помол обеспечивает равномерное распределение силикагеля по всему объему кремнеземистого наполнителя.

Смесь готовили в лабораторном пенобетоносмесителе турбулентного типа, в который в необходимых количествах загружали портландцемент, продукт совместного помола песка с силикагелем, и часть воды затворения. Указанные компоненты подвергали предварительному перемешиванию, затем вводили оставшуюся часть воды с пенообразователем и подвергали окончательному перемешиванию. Из приготовленной смеси формовали опытные образцы-кубы, которые до испытания твердели в течение 28 суток в нормальных условиях. Среднюю плотность образцов определяли в состоянии их естественной влажности.

Для изготовления контрольных образцов песок подвергали сухому помолу без добавки силикагеля.

Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, оптимальным является состав №3. Содержание в смеси силикагеля в количестве менее 2% от общей массы сухих компонентов, например 1,5% (состав №2), дает прирост прочности менее 30% и увеличение коэффициента конструктивного качества менее чем в 1,3 раза. Содержание силикагеля в количестве более 2,5% (составы №6, №7) дает значительный прирост прочности, но требует повышенного расхода воды затворения для достижения необходимой растекаемости смеси. Избыточная вода затворения прочно сорбируется силикагелем, поэтому происходит существенное увеличение средней плотности ячеистого бетона. В результате коэффициент конструктивного качества составов №6 и №7 снижается в сравнении с составами №3, №4, №5.

Таким образом, приведенные результаты свидетельствуют о том, что введение силикагеля при сухом помоле песка приводит к активации кремнеземистого наполнителя, в результате чего при незначительном увеличении средней плотности прочность ячеистого бетона возрастает в 1,8-2 раза в сравнении с контрольными образцами (состав №1). Добавление микрокремнезема (по прототипу) приводит к повышению прочности не более чем на 60%.

1. Смесь для приготовления конструкционно-теплоизоляционного ячеистого бетона, включающая портландцемент, кремнеземистый наполнитель, состоящий из природного песка и активной минеральной добавки, пенообразователь и воду, отличающаяся тем, что в качестве кремнеземистого наполнителя она содержит продукт совместного сухого помола природного песка и силикагеля при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%:

портландцемент 50-55
природный песок 42,5-48
силикагель 2,0-2,5
вода В/Т 0,5-0,55
пенообразователь 3 % от объема воды

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пенообразователя использована синтетическая пенообразующая добавка ПБ-2000, или ПБ-люкс, или Бенотех ПБ-С.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к теплоизоляционным строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной наноразмерной добавки в технологии пенобетона.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в строительстве, судостроении, вагоностроении, аэрокосмической промышленности в качестве сверхлегкого негорючего теплозвукоизоляционного материала для тепловой изоляции корпусных конструкций различного назначения, а также трубопроводов, воздуховодов и энергетических установок и систем в объектах гражданского назначения.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов, используемых в малоэтажном строительстве. Сырьевая смесь для изготовления бетона содержит, мас.%: портландцемент 26-28, зола-унос ТЭС 69,6-71,5, смола воздухововлекающая экстракционно-канифольная 0,1-0,15, карбоксиметилцеллюлоза 0,1-0,15, суперпластификатор С-3 0,6-0,9, нарезанное на отрезки 10-30 мм асбестовое волокно 0,7-0,9, метилсиликонат натрия 0,5-0,7.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мелкозернистых бетонов. Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона содержит, мас.%: портландцемент 22,0-24,0, зола от сжигания бурого или каменного угля 65,9-69,3, нарезанное на отрезки 10-20 мм капроновое волокно 2,0-3,0, кварцевый песок 5,0-7,0, суперпластификатор С-3 0,7-1,1, водоцементное отношение 0,45-0,5.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству ячеистых бетонов. Сырьевая смесь для изготовления пенобетона содержит, мас.%: портландцемент 29,0-31,0, зола-унос ТЭС 31,0-33,0, смола воздухововлекающая экстракционно-канифольная 0,11-0,17, карбоксиметилцеллюлоза 0,1-0,14, суперпластификатор С-3 1,0-1,4, мочевина 0,2-0,3, асбест 6 сорта 3,7-4,1, вода - остальное.
Изобретение относится к способу изготовления изделий из ячеистого бетона и к составу сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного теплоизоляционного ячеистого бетона.
Изобретение относится к области строительства, в частности к производству строительных материалов, и может быть использовано для получения теплоизоляционных самонесущих материалов, для утепления стен, потолков, перегородок и т.п.
Изобретение относится к способам получения белкового пенообразователя и может быть использовано в технологии изготовления поризованных изделий на основе цемента.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству легких бетонов. Сырьевая смесь для изготовления легкого бетона включает, мас.%: портландцемент 19-21, кварцевый песок 54,3-59,1, дробленые отходы пенополиуретана фракции 5-15 мм 2-3, техническую пену, приготовленную на основе 4% водного раствора пенообразователя ПБ-2000 19-21, суперпластификатор С-3 0,7-0,9.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству ячеистых бетонов. .
Изобретение относится к области строительства, в частности к составам для получения пенобетона, предназначенного для устройства эффективных ограждающих конструкций. Сырьевая смесь для получения пенобетона, включающая портландцемент, облегчающий наполнитель, пенообразователь и воду затворения, в качестве указанного наполнителя содержит полые керамические микросферы с насыпной плотностью 320-370 кг/м3 и размером 40-100 мкм, в качестве пенообразователя протеиновый пенообразователь при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 44,44-53,47, указанные микросферы 0,69-17,78, указанный пенообразователь 0,025-0,03, вода - остальное. Технический результат - повышение теплозащитных характеристик и прочности. 2 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству легких бетонов. Сырьевая смесь для изготовления легкого бетона включает, мас.%: портландцемент 35-40, опоку 25-35, пену, приготовленную на основе 4 % водного раствора пенообразователя ПБ-2000, 30-35. Технический результат - повышение морозостойкости легкого бетона, полученного из сырьевой смеси. 1 табл.
Изобретение относится к области производства строительных материалов и касается составов сырьевых смесей для изготовления кирпича, который может быть использован для теплоизоляции. Сырьевая смесь для изготовления кирпича включает, мас. %: древесные опилки, просеянные через сетку №5, 5,0-7,0; кварцевый песок, просеянный через сетку №014, 29,0-33,0; портландцемент 20,0-24,0; известковое тесто 33,0-37,0; техническая пена, приготовленная на основе 4%-ного водного раствора пенообразователя ПБ-2000, 5,0-7,0. Технический результат - повышение теплоизоляционных свойств при сохранении прочности. 1 табл. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для приготовления пенобетона неавтоклавного твердения, применяемого для мелких стеновых блоков производственных помещений и индивидуальных жилых домов. Сырьевая смесь для приготовления пенобетона содержит, мас.%: портландцемент 38,0 - 40,0, кварцевый песок 28,0 - 30,0, пенообразователь 0,6 - 0,8, термомодифицированную торфяную добавку, полученную путем нагрева торфа до 600°С с последующим его измельчением, 1,9 - 2,8, воду - остальное. Технический результат - получение пенобетона с более высокой прочностью и улучшенными теплофизическими свойствами. 2 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству ячеистых бетонов. Сырьевая смесь для изготовления пенобетона включает, мас.%: портландцемент 35,0-37,0, пенообразователь ПБ-2000 0,25-0,35, золу ТЭС 15,65-20,25, дробленое пеностекло фракции 5-10 мм 20,0-25,0, нарезанное на отрезки 5-15 мм асбестовое волокно 1,0-1,5, воду 21,0-23,0. Технический результат - повышение термостойкости пенобетона, полученного из сырьевой смеси. 1 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству ячеистых бетонов. Сырьевая смесь для изготовления пенобетона включает, мас.%: портландцемент 35,0-37,0, пенообразователь ПБ-2000 0,25-0,35, золу ТЭС 10,65-13,25, дробленое пеностекло фракции 5-10 мм 20,0-25,0, измельченную и просеянную через сетку №2,5 минеральную вату 1,0-1,5, керамзитовый песок 5,0-7,0, воду 21,0-23,0. Технический результат - повышение термостойкости пенобетона, полученного из сырьевой смеси. 1 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству ячеистых бетонов. Сырьевая смесь для изготовления пенобетона включает, мас.%: портландцемент 28,0-30,0, пенообразователь ПБ-2000 0,4-0,5, золу ТЭС 17,5-21,6, измельченную и просеянную через сетку №5 слюду 20,0-26,0, воду 26,0-30,0. Технический результат - уменьшение водопотребности сырьевой смеси для изготовления пенобетона. 1 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении пористых строительных теплоизоляционных изделий или монолитной изоляции для утепления внешних фасадов зданий и сооружений. В способе получения пористого теплоизоляционного материала, включающем смешение одной из составляющих вспенивающегося полиуретана с наполнителем и последующее введение в смесь другой составляющей - полиизоционата, в качестве наполнителя используют древесные опилки размерами 4±2 мм, которые предварительно подвергают паровой обработке при температуре, равной 250°C, после обработки опилки подают в диффузор диффузорно-конфузорного устройства, а в зону перехода диффузора в конфузор к опилкам подают составляющую вспенивающегося полиуретана, включающую простой полиэфир на основе окиси пропилена, оксипропилэтилендиамин, диметилэтаноламин, оксиалкиленметилсилоксановый блок-сополимер, трихлорэтилфосфат, затем полученную смесь выгружают в реактор, в котором смесь перемешивают и вакуумируют ее до остаточного давления, равного 15-20 кПа, после чего в смесь вводят полиизоцианат при соотношении всех компонентов смеси, мас.%: простой полиэфир на основе окиси пропилена 24,54-26,89, оксипропилэтилендиамин 8,40-9,20, диметилэтаноламин 0,48-0,55, оксиалкиленметилсилоксановый блок-сополимер 0,36-0,40, трихлорэтилфосфат 6,80-7,47, полиизоцианат 33,33-35,56, опилки 20-25, после перемешивания компонентов композиционную массу направляют в обогреваемую до температуры 50-60°C форму и выдерживают 15-20 мин. Технический результат - получение теплоизоляционного материала с пониженной плотностью и теплопроводностью. 1 ил., 2 табл., 12 пр.
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к комплексным добавкам, используемым в производстве строительных растворов, при кладочных и штукатурных работах. Комплексная добавка к строительным растворам, состоящая из пластификатора на основе лигносульфоната и воздухововлекающей добавки, согласно изобретению, в качестве воздухововлекающей добавки содержит композицию поверхностно-активных веществ (ПАВ), включающую низкогидрофильные поверхностно-активные вещества со значением гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) 1…3 и высокогидрофильные поверхностно-активные вещества со значением ГЛБ 30…40 при следующем соотношении, мас.%: лигносульфонаты - 80-95; композиция поверхностно-активных веществ - 5-20. Композиция ПАВ включает низкогидрофильные вещества со значением ГЛБ 1…3 и высокогидрофильные вещества со значением ГЛБ 30…40 при следующем соотношении компонентов, мас.ч: низкогидрофильные ПАВ со значением ГЛБ 1…3-5-20, высокогидрофильные ПАВ с ГЛБ 30…40 - 80-95. При этом в комплексную добавку может быть дополнительно введен гидрофильный стабилизатор из группы растительных, искусственных или микробиологических полисахаридов в количестве 1-10% от суммарной массы лигносульфоната и композиции поверхностно-активных веществ. Технический результат - повышение степени воздухововлечения, увеличение времени сохранения подвижности строительного раствора. 1 з.п. ф-лы, 4 пр., 2 табл.
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к синтетическим углеводородным пенообразователям, содержащим поверхностно-активные вещества, используемые для производства пенобетона. Пенообразователь для производства пенобетона содержит, мас.%: натриевую соль алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции С10 10,0-25,0, кокоамидопропилгидроксисультон 2,0-4,5, воду - остальное. Пенообразователь для производства пенобетона содержит, мас.%: смесь натриевой соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции С10 с натриевой солью алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции С8, с содержанием в смеси фракции С10 40-99%, 10,0-25,0, кокоамидопропилгидроксисультон 2,0-4,5, воду - остальное. Указанные пенообразователи дополнительно содержат полиметилпирролидон в количестве 1,5-5,0 мас.%. Технический результат - улучшение пенообразующих свойств пенообразователя в пресной и морской воде при получении пены низкой и средней кратности, упрощение состава пенообразователя. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 18 пр., 1 табл.
Наверх